DE1552789C3 - Einrichtung zum Ableiten der Massenkräfte eines Stößels einer Zahnflankenschleifmaschine in deren Fundament - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ableiten der Massenkräfte eines Stößels einer Zahnflankenschleifmaschine in deren Fundament, wobei der Stößel in einem Dreh teil geführt ist und durch ein Kurbel- oder Druckmittelgetriebe mit geradlinig bewegtem Abtriebsglied angetrieben wird, wobei eine vorgespannte Feder vorgesehen ist, die einerseits am Stößel befestigt, andererseits an einem Maschinenteil abgestützt ist. Es sind bei Zahnflankenschleifmaschinen mit senkrecht arbeitendem Stößel Einrichtungen zum Ausgleich des Stößelgewichtes bekannt. Eine beispielsweise Ausführungsform dieser Einrichtungen besteht im wesentlichen aus einer Schraubenzugfeder, welche über einen Lenker mit dem einen Arm eines zweiarmigen, im Drehteil der Zahnflankenschleifmaschine gelagerten Hebels verbunden ist, während der Stößel über einen weiteren Lenker und einer in diesem gelagerten Rolle am anderen Arm des zweiarmigen Hebels verschiebbar angreift. Da die Rolle weiterhin mittels eines Hebels im Maschinengestell gelagert und somit auf einer Kreisbahn geführt ist, wird der Angriffspunkt des Stößels am einen Arm des zweiarmigen Hebels derart verschoben, daß in jeder Stößelstellung das Produkt aus Stößelgewicht und dem jeweiligen Stößelarm gleich ist dem Produkt aus augenblicklicher Federkraft und dem zugehörigen Hebelarm.

Diese Einrichtung ermöglicht bei zweckmäßiger Ausbildung des einen Hebelarmes des zweiarmigen Hebels einen nahezu vollständigen Gewichtsausgleich des auf- und abbewegten Stößels. Sie ermöglicht jedoch nicht den Ausgleich der Massenkräfte des Stößels, die durch die in Größe und Richtung unterschiedlichen, auf den Stößel während seiner Hubbewegung einwirkenden Beschleunigungen hervorgerufen werden.

Allgemein sind bei Zahnflankenschleifmaschinen durch die verhältnismäßig hohen Hubzahlen des Stößels dessen Massenkräfte sehr groß. Diese Massenkräfte müssen in das Fundament der Zahnflankenschleifmaschine abgeleitet werden, wobei jedoch der übliche Aufbau der Zahnflankenschleifmaschine nur eine beschränkt steife Bauweise gestattet. Insbesondere steht das unstarre zwischengeschaltete Drehteil, das weit aus dem Ständer der Zahnflankenschleifmaschine herausragt, der schwingungsfreien Aufnahme der Massenkräfte im Wege, von dem aus, also über Drehteil, Ständer und Ständerbett die Kräfte in das Fundament abgeleitet werden. Die Leitung der wechselnden Massenkräfte über unstarre Maschinenteile führt im Stößel," Drehteil und Ständer der Zahnflankenschleifmaschine zu Verformungen in der Hubfrequenz, welche Zahnrichtungsfehler am geschliffenen Zahnrad hervorrufen. Darüber hinaus führen die wechselnden Massenkräfte hauptsächlich

ίο im Stößel, Drehteil und Ständer und dem darin gelagerten spielbehafteten Getriebe zur Erregung von Schwingungen, deren Frequenz in der Größenordnung der Eigenfrequenz der Bauteile liegt und deren Amplitude am weit herausragenden Stößel relativ groß wird. Demgegenüber müssen die empfindlichen Zahnflankenschleifmaschinen, die mit Genauigkeiten von wenigen μπι arbeiten, möglichst vollständig vor Verformungen und Schwingungen geschützt sein. Schon kleinste Erschütterungen machen sich am Schleifbild bemerkbar und können bis zur Unbrauchbarkeit des geschliffenen Zahnrades führen. Es ist weiterhin bei Zahnradstoßmaschinen bekannt, am Stößel eine Schraubenfeder vorzusehen, die sich am oberen Teil der Stößelführung, die ein bewegliches Teil darstellt, abstützt. Zweck dieser Anordnung ist, die Trägheitskräfte des Stößels zu verringern. Es ist dabei davon ausgegangen, daß die Anwendung und sinngemäße Anordnung einer solchen bei Stoßmaschinen bekannten Feder bei einer Zahnflankenschleifmaschine für sich nicht Gegenstand der Erfindung ist. Selbst bei vorausgesetzter Anordnung einer derartigen Feder am Stößel einer Zahnflankenschleifmaschine ist es mit dieser Einrichtung nicht möglich, die Trägheitskräfte des Stößels als Reaktionskräfte so abzuleiten, daß schleifschädliche Schwingungen in den den Stößel tragenden und führenden Bauteilen sowie eine Rückwirkung auf das Antriebsgetriebe des Stößels vermieden sind, und zwar deshalb, weil durch die Anordnung der Feder am Oberteil des Stößelführungsteils zur Ableitung der Kräfte ebenfalls der relativ lange Weg über den auskragenden Schlitten, die Schlittenführung, das übrige Maschinengestell in das Fundament vorliegt. Diese zum Teil für sich bewegbaren und keine starren Bauteilen darstellenden Elemente sind in Verbindung mit den Federreaktionskräften der zu Schwingungen führende Anlaß. Diese sind bei einer Zahnradstoßmaschine als Produktionsmaschine zumindest nicht so kritisch. Bei einer Zahnflankenschleifmaschine als einer Feinbearbeitungsmaschine ist deren Vermeidung für ein exaktes Schliffbild jedoch unbedingt erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Ableiten der Massenkräfte eines Stößels einer Zahnflankenschleifmaschine zu schaffen, bei der die Massenkräfte des Stößels auf möglichst kurzem Weg und unter Vermeidung der schädlichen Schwingungen in das Fundament abgeleitet werden können.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die Abstützung der Feder unmittelbar über eine Brücke oder den Ständer zum Fundament. Hierbei ist es vorteilhaft, daß die vorgespannte Feder am Stößel im Verlauf der in der Bewegungsbahn des Stößels Hegenden Scherlinie angebracht ist.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird es möglich, das den Stößel führende labile Drehteil der Zahnflankenschleifmaschine als Durchleitungsglied

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für die Reaktionskräfte der Feder zu umgehen und konzentrisch zur horizontalen Achse des Drehteils 5 weitgehend von wechselnden Massenkräften zu ent- liegt. Des weiteren ist die Brücke 15 auf dem Fundalasten. Damit werden Verformungen und die Gefahr ment 1 der Zahnflankenschleifmaschine befestigt,
von Schwingungen in den Bauteilen der Zahnflan- Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einkenschleifmaschine verringert, so daß eine wesent- 5 richtung ist wie folgt: Bei Einschaltung des Antriebsliche Verbesserung des Arbeitsergebnisses der Zahn- motors für die Stößelhubbewegung wird · dessen flankenschleifmaschinen verzeichnet werden kann. Drehbewegung über das im Ständer befindliche Ge-Die geringe Schwingungsgefährdung der Zahnflan- triebe auf das Geradschubkurbelgetriebe im Drehkenschleifmaschine und die Verringerung von Ver- teil 5 übertragen, so daß dem Stößel 7 eine schnelle formungen ermöglicht darüber hinaus eine Erhöhung io Hubbewegung erteilt wird. Dabei wirken auf den der Stößelhubzahl. Dieses führt zu einer Steigerung Stößel 7 relativ große Beschleunigungen ein, die je der Arbeitsproduktivität der Maschine. nach der augenblicklichen Lage des Stößels 7 unter-

Der Stößelantrieb wird durch die erfindungsge-.. schiedliche Größen und Richtungen ausweisen. Auf mäße Ausbildung nicht mehr mit Stoßen belastet und Grund der verfahrensmäßig bedingten, relativ großen dient im wesentlichen nur noch der Überwindung der 15 Eigenmasse des Stößels 7 haben die auf ihn einwir-Reibungskraft und der Reaktionskraft des Schleif- kenden Beschleunigungen auch relativ große Maskörpers. Es besteht damit die Möglichkeit einer Ver- senkräfte zur Folge, welche durch den Kraftspeicher kleinerung der Dimensionen des Stößelantriebes. 11 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels wie

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung folgt auf das Fundament 1 der Zahnflankenschleif-

näher erläutert: In der Zeichnung zeigt 20 maschine abgeleitet werden.

F i g. 1 die Seitenansicht einer Zahnflankenschleif- Die im Ausführungsbeispiel (F i g. 1 und 2) er-

maschine in schematischer Darstellung mit einer zy- wähnte Schraubendruckfeder 11 erzeugt auf Grund

lindrischen Schraubendruckfeder als Kraftspeicher ihrer von der Hubbewegung des Stößels 7 abhängi-

und einer Brücke als festes Teil für die Gegenlage- gen Auslenkung eine Federkraft, welche der jeweili-

rung, 25 gen Massenkraft des Stößels entgegengerichtet ist.

Fig. 2 die Vorderansicht zu Fig. 1. Bei einer zweckmäßig dem Beschleunigungsverlauf

Auf einem Fundament 1 ist ein Ständerbett 2 einer des Geradschubkurbelgetriebes angeglichenen Feder-Zahnflankenschleifmaschine befestigt. Das Ständer- kennlinie der Schraubendruckfeder 11 ist die Größe bett 2 trägt einen in Führungen 3 verschiebbaren der Federkraft gleich der Massenkraft, so daß keine Ständer 4, in welchem ein Drehteil 5 um eine hori- 30 resultierende Kraft auf das Geradschubkurbelgezontale Achse verdreh- und feststellbar gelagert ist. triebe zurückwirkt. Somit dient der Stößelantrieb im Das Drehteil 5 weist in der Stellung für das Schleifen wesentlichen zur Überwindung der der Bewegung von .Geradverzahnungen eine senkrecht verlaufende entgegengerichteten Reibungskraft sowie der Kraft, Führung 6 auf, die einen Stößel 7 aufnimmt. Auf die der Schleifkörper ausübt. Die Reaktionskraft der dem Stößel 7 ist ein Schleifspindellager 8 befestigt, in 35 Schraubendruckfeder 11 wird infolge deren Auflage welchem eine, einen Schleifkörper 9 tragende Schleif- auf der das feste Teil darstellenden Brücke 15 unmitspindel 10 drehbar gelagert ist. Die Schleifspindel 10 telbar in das Fundament 1 der Zahnflankenschleifist mit einem nicht gezeichneten Antriebsmotor ver- maschine abgeleitet, so daß Drehteil 5, Ständer 4 und bunden. Am Stößel 7 ist weiterhin eine Pleuelstange Ständerbett 2 von der Übertragung der Massenkräfte eines Geradschubkurbelgetriebes schwenkbar befe- 4° entlastet sind. Die Wirkung der als Kraftspeicher stigt, welches im Innern des Drehteiles 5 angeordnet vorgesehenen Feder 11 ist grundsätzlich die gleiche, und auf der Zeichnung nicht sichtbar ist. Das Gerad- wenn sich die Feder 11 gegen einen schalenförmig Schubkurbelgetriebe ist über ein im Ständer 4 befind- ausgebildeten Fuß des Ständers 4, der beim Schleifen liches, nicht dargestelltes Getriebe mit einem eben- auf dem Bett festgeklemmt wird, abstützt, weil die falls nicht dargestellten Antriebsmotor für die Stö- 45 Reaktionskraft somit über den Fuß und das Ständerßelbewegung verbunden. Wie im folgenden näher be- bett 2, nur über mit dem Fundament 1 fest verschrieben, ist unterhalb des Stößels 7 ein auf das spannte Teile in dieses abgeleitet wird. Es tritt hier schwingende Massensystem abgestimmter Kraftspei- ebenfalls eine Entlastung des am stärksten schwincher angeordnet. gungsanfälligen Drehteils 5 auf.

Im Ausführungsbeispiel (F i g. 1 und 2) weist die 50 Der Erfindungsgedanke ist auf das vorstehende

Zahnflankenschleifmaschine als Kraftspeicher eine Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Insbesondere

Schraubendruckfeder 11 auf. Deren erste Windung ist die Wahl des jeweils vorgesehenen festen Teils,

12 — das Kraftangriffsteil der Schraubendruckfeder welches mittel- oder unmittelbar mit dem Fundament

11 — ist am Stößel 7 befestigt, und im Verlauf der in verbunden ist, nicht von dem jeweils vorgesehenen

der Bewegungsbahn des Stößels 7 liegenden Schwer- 55 Kraftspeicher abhängig, d. h. es sind auch andere als

linie 13. die beschriebenen Variationen möglich. Auch sind

Die letzte Windung 14 der Schraubendruckfeder noch andere als die erwähnten Arten von Kraftspei-

11 — deren Gegenlagerung — sitzt auf einer Brücke ehern, wie z. B. hydraulisch oder magnetisch wir-

15 — dem festen Teil auf. Das Trägerteil der Brücke kende, zum Einbau in die Zahnflankenschleifma-

15 ist als Kreissegment ausgebildet, dessen Radius 60 schine möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Ableiten der Massenkräfte eines Stößels einer Zahnflankenschleifmaschine in deren Fundament, wobei der Stößel in einem Drehteil geführt ist und durch ein Kurbel- oder Druckmittelgetriebe mit geradlinig bewegtem Abtriebsglied angetrieben wird und wobei eine vorgespannte Feder vorgesehen ist, die einerseits am Stößel befestigt, andererseits an einem Maschinenteil abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung unmittelbar über eine Brücke (15) oder den Ständer (4) zum Fundament (1) erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) am Stößel (7) im Verlauf der in der Bewegungsbahn des Stößels (7) liegenden Schwerlinie (13) angebracht ist.